KR101456329B1

KR101456329B1 - Cam structure

Info

Publication number: KR101456329B1
Application number: KR1020120031020A
Authority: KR
Inventors: 아끼라 요시하라; 유스께 기도; 다께시 하세가와; 미쯔히꼬 무라따; 도시아끼 우메무라; 후미노부 혼고
Original assignee: 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2014-11-03
Also published as: EP2505796A2; CN102705025B; CN102705025A; KR20120110052A; EP2505796B1; JP2012202355A; JP5488512B2; EP2505796A3

Abstract

캠 구조는 캠 샤프트 및 캠 로브를 포함한다. 캠 로브는 베이스 캠 및 밸브 리프트부의 말단부에 제공되는 롤러를 포함한다. 제1 플러스 밸브 가속도 피크는 밸브 리프트 시작시에 야기되고, 제2 플러스 피크는 밸브 리프트 종료시에 야기되며, 제1 피크와 제2 피크 사이에서 밸브 가속도는 마이너스가 된다. 롤러의 외경 및 장착 위치는, 제1 피크와 제2 피크 사이에서 밸브 기구의 종동부가 밸브 리프트의 시작 측에서 밸브 리프트부로부터 롤러로 타고 이동하고 밸브 리프트의 종료 측에서 롤러로부터 밸브 리프트부로 타고 이동하도록 설정된다.The cam structure includes a camshaft and a cam lobe. The cam lobe includes a base cam and a roller provided at the distal end of the valve lift portion. The first plus valve acceleration peak is caused at the beginning of the valve lift, the second plus peak is caused at the valve lift end, and the valve acceleration between the first and second peaks is negative. The outer diameter and the mounting position of the roller are such that the follower portion of the valve mechanism between the first and second peaks rides from the valve lift portion to the roller at the start side of the valve lift and rides from the roller to the valve lift portion at the end side of the valve lift .

Description

Cam structure {CAM STRUCTURE}

본 발명은 내연 기관(엔진)의 캠 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a cam structure of an internal combustion engine (engine).

엔진의 밸브 기구를 구성하는 캠 구조의 형태로서, 롤러가 캠 로브의 베이스 캠의 밸브 리프트부의 말단부에 제공되는 캠 구조가 알려져 있다. 롤러가 없는 캠 구조와 비교하여, 위 종래 기술과 같이 롤러를 구비한 캠 구조는 엔진의 낮은 회전 속도 영역에서의 감소된 캠 구동 토크 및 감소된 마찰력에 기인한 향상된 연료 경제성을 포함하는 우월한 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 아래 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2는 롤러를 구비한 캠 구조의 특정 예를 개시하고 있다.As a form of a cam structure constituting a valve mechanism of an engine, a cam structure is known in which a roller is provided at a distal end portion of a valve lift portion of a base cam of a cam lobe. Compared with a cam structure without a roller, the cam structure with the rollers as in the prior art has a superior effect, including reduced cam drive torque in the low rotational speed region of the engine and improved fuel economy due to reduced frictional force Can be obtained. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose specific examples of cam structures with rollers.

특허 문헌 1은 엔진 작동에 연계하여 회전하는 캠 샤프트 및 엔진의 밸브 기구의 종동부를 구동하는 캠 로브를 포함하는 캠 구조(도면에서 도시 생략)를 개시한다. 캠 로브는 베이스 캠 및 롤러를 가진다. 베이스 캠은 원통형 부재 및 그 사이에 원통형 부재를 보유하는 2개의 판형 캠 피이스로 이루어지고, 베이스 원형부 및 밸브 리프트부를 가진다. 롤러는 밸브 리프트부의 말단부에 제공되고, 캠 샤프트의 축과 평행한 축에 대해서 자유롭게 회전하도록 구성된다. 캠 샤프트는 베이스 원형부에 형성된 샤프트 장착 구멍을 통해 삽입되고, 롤러의 회전 샤프트는 밸브 리프트부에 형성된 샤프트 장착 구멍을 통해 삽입된다.Patent Document 1 discloses a cam structure (not shown in the drawing) including a camshaft that rotates in conjunction with engine operation and a cam lobe that drives a follower portion of the valve mechanism of the engine. The cam lobe has a base cam and a roller. The base cam is composed of two plate-like cam pieces holding a cylindrical member and a cylindrical member therebetween, and has a base circular portion and a valve lift portion. The roller is provided at the distal end of the valve lift portion and is configured to rotate freely about an axis parallel to the axis of the camshaft. The camshaft is inserted through a shaft mounting hole formed in the base circular portion, and the rotating shaft of the roller is inserted through a shaft mounting hole formed in the valve lift portion.

특허 문헌 2는 엔진의 작동에 연계하여 회전하는 캠 샤프트 및 엔진의 밸브 기구의 종동부를 구동하는 캠 로브를 포함하는 캠 구조(도면에서 도시 생략)를 개시한다. 캠 로브는 베이스 원형부와 밸브 리프트부로 이루어지는 베이스 캠, 및 밸브 리프트부의 말단부에 제공되고 캠 샤프트의 축과 평행한 축에 대해서 자유롭게 회전하도록 구성되는 롤러를 가진다. 밸브 리프트부에 있어서, 말단부의 전체 외주연면은 절결되어 절결부를 형성한다. 롤러는 베이스 캠 내의 절결부에 끼워지고, 롤러 회전 샤프트는 스크류에 의해 베이스 캠의 양쪽면에 고정되는 플레이트에 의해 지지된다. 롤러의 외주연면과 대향하는 절결부의 대향면은 롤러를 향해 만곡된 곡면으로 형성된다. 롤러의 외주연면의 곡률 반경 및 대향면의 곡률 반경은 동일 위치에 중심을 가지고, 일정 폭을 가지는 갭이 롤러의 외주연면과 대향면 사이에 형성된다.Patent Document 2 discloses a cam structure (not shown in the drawings) including a camshaft that rotates in conjunction with the operation of the engine and a cam lobe that drives the follower portion of the valve mechanism of the engine. The cam lobe has a base cam composed of a base circular portion and a valve lift portion, and a roller provided at a distal end portion of the valve lift portion and configured to freely rotate about an axis parallel to the axis of the camshaft. In the valve lift portion, the entire outer circumferential surface of the distal end portion is cut to form a notch. The roller is fitted in the notch in the base cam, and the roller rotating shaft is supported by a plate fixed to both sides of the base cam by screws. The opposite surface of the cutout portion facing the outer circumferential surface of the roller is formed into a curved surface curved toward the roller. The curvature radius of the outer circumferential surface of the roller and the curvature radius of the opposing surface are centered at the same position and a gap having a constant width is formed between the outer circumferential surface and the opposite surface of the roller.

[특허 문헌][Patent Literature]

[특허 문헌 1] 일본 실개소 63-147505호 [Patent Literature 1] Japanese Laid-Open No. 63-147505

[특허 문헌 2] 일본 실개소 63-065806호[Patent Document 2] Japanese Laid-Open No. 63-065806

특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 개시된 롤러를 구비한 캠 구조는 다음의 문제를 가진다.The cam structure having the rollers disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 has the following problems.

롤러를 구비한 캠 구조에 있어서는, 캠 로브의 내구성 관점으로부터, 밸브 가속도의 피크, 즉 캠 로브가 밸브 기구의 종동부로부터 수용하는 최대 하중을 롤러 부분이 아닌 베이스 캠 부분으로 수용하는 것이 바람직하다. 그러나, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2 어느 것에도, 밸브 가속도의 피크를 베이스 캠 부분으로 수용하는 구조는 개시되어 있지 않다.It is preferable that the peak of the valve acceleration, that is, the maximum load that the cam lobe receives from the follower portion of the valve mechanism is received in the base cam portion, not the roller portion, from the viewpoint of durability of the cam lobe. However, none of Patent Document 1 and Patent Document 2 discloses a structure for accommodating the peak of the valve acceleration in the base cam portion.

또한, 특허 문헌 1에 개시된 캠 구조의 경우에 있어서, 베이스 원형부의 전체 두께는 실린더가 2개의 캠 피이스의 베이스 원형부 사이에 개재되기 때문에 크다. 반면, 밸브 리프트부의 전체 두께는 2개의 캠 피이스의 밸브 리프트부 사이에 아무것도 개재되지 않기 때문에 작다. 즉, 밸브 기구의 종동부와의 접촉 면적이 밸브 리프트부에서 좁아지게 된다. 이로 인해, 밸브의 가속도 피크를 롤러 부분이 아닌 베이스 캠 부분으로 수용하는 경우에도, 밸브 가속도 피크를 좁은 밸브 리프트부로 수용하게 된다. 따라서, 충분한 내구성을 얻을 수 없다는 우려가 있다.Further, in the case of the cam structure disclosed in Patent Document 1, the total thickness of the base circular portion is large because the cylinder is interposed between the base circular portions of the two cam pieces. On the other hand, the overall thickness of the valve lift portion is small because nothing is interposed between the valve lift portions of the two cam pieces. That is, the contact area with the follower portion of the valve mechanism becomes narrow at the valve lift portion. As a result, even when the acceleration peak of the valve is accommodated in the base cam portion instead of the roller portion, the valve acceleration peak is accommodated in the narrow valve lift portion. Therefore, there is a concern that sufficient durability can not be obtained.

또한, 특허 문헌 2에 개시된 캠 구조의 경우에 있어서, 롤러의 외주연면의 곡률 반경 및 절결부의 대향면의 곡률 반경이 동일한 위치에 중심을 가진다. 따라서, 롤러의 외주연면과 절결부의 대향면 사이에 형성된 갭은 좁아져 일정하게 된다. 즉, 갭의 개구가 좁아진다. 이로 인해, 롤러 직경 선택에 있어서의 자유도가 작아지게 된다. 또한, 갭을 경유하여 롤러에 윤활제를 공급하는 것이 어렵게 된다. 또한, 절삭물과 같은 이물질이 갭으로 들어가는 경우에, 이물질 배출 성능이 좋지 않으므로, 롤러 상에 절삭 비트가 잔류하게 될 우려가 있다.In the case of the cam structure disclosed in Patent Document 2, the radius of curvature of the outer circumferential surface of the roller and the radius of curvature of the opposing surface of the cutout portion are centered. Therefore, the gap formed between the outer circumferential surface of the roller and the opposite surface of the notch becomes narrow and constant. That is, the opening of the gap is narrowed. As a result, the degree of freedom in selecting the roller diameter is reduced. Further, it becomes difficult to supply the lubricant to the roller via the gap. Further, when a foreign object such as a cutting object enters the gap, the foreign matter is not discharged smoothly, so that the cutting bit may remain on the roller.

캠 로브 및 캠 샤프트가 별도로 형성되는 경우, 캠 로브가 핀으로 캠 샤프트에 연결되는 것이 고려된다. 그러나, 캠 로브에 있어서 핀 구멍을 어디에 제공하는가에 따라, 캠 로브의 내구성이 훼손될 우려가 있다. 이로 인해, 핀이 사용될 때에는, 핀 구멍이 기술적으로 배치될 필요가 있다.When the cam lobe and the camshaft are separately formed, it is considered that the cam lobe is connected to the camshaft by the pin. However, depending on where the pin hole is provided in the cam lobe, the durability of the cam lobe may be deteriorated. For this reason, when the pin is used, the pin hole needs to be disposed technically.

따라서, 베이스 캠 부분이 안전한 형태로 밸브 가속도 피크를 수용하게 함으로써 밸브 가속도 피크에 대해 충분한 내구성을 확보할 수 있는 캠 구조를 제공하는 것이 본 발명의 양호한 일 태양이다.Therefore, it is a preferred aspect of the present invention to provide a cam structure capable of ensuring sufficient durability against the valve acceleration peak by allowing the base cam portion to accommodate the valve acceleration peak in a safe form.

본 발명의 일 태양에 따르면, 내연 기관의 작동과 연계하여 회전하도록 구성된 캠 샤프트 및 내연 기관의 밸브 기구의 종동부를 구동하도록 구성된 캠 로브를 포함하고, 상기 캠 로브는 베이스 원형부 및 밸브 리프트부가 형성되는 베이스 캠 및 밸브 리프트부의 말단부에 제공되고 캠 샤프트의 축과 평행한 축에 대해 회전하도록 구성되는 롤러를 포함하고, 베이스 캠은 제1 플러스 밸브 가속도 피크가 밸브 리프트 시작시에 야기되고, 제2 플러스 밸브 가속도 피크가 밸브 리프트 종료시에 야기되고, 제1 피크와 제2 피크 사이에서 밸브 가속도가 마이너스가 되는 밸브 가속도 특성을 가지고, 롤러의 외경 및 장착 위치는, 제1 피크와 제2 피크 사이에서 밸브 기구의 종동부가 밸브 리프트의 시작 측에서 밸브 리프트부로부터 롤러로 타고 이동하고 밸브 리프트의 종료 측에서 롤러로부터 밸브 리프트부로 타고 이동하도록 설정되는 캠 구조가 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided an internal combustion engine including a camshaft configured to rotate in conjunction with the operation of an internal combustion engine, and a cam lobe configured to drive a driven portion of a valve mechanism of the internal combustion engine, A base cam provided to the distal end of the valve lift portion and configured to rotate about an axis parallel to the axis of the camshaft, the base cam having a first positive valve acceleration peak caused at the valve lift start, The valve has a valve acceleration characteristic in which a two-valve valve acceleration peak is caused at the end of the valve lift, and a valve acceleration is negative between the first peak and the second peak, and the outer diameter and the mounting position of the roller are set between the first peak and the second peak , The follower portion of the valve mechanism rides from the valve lift portion to the roller at the start side of the valve lift, From the roller at the end side of the tree structure in which the cam set to move the valve lift riding portion it is provided.

캠 구조는, 롤러가 밸브 리프트부의 말단부에 형성되는 절결부에 제공되고, 롤러의 외주연면과 대향하는 절결부의 대향면의 에지부는 제1 및 제2 피크가 야기되는 부분보다 밸브 리프트부의 말단부에 근접하게 놓여지는 위치로 설정되도록 구성될 수도 있다.The cam structure is provided such that the roller is provided at the notch formed at the distal end of the valve lift portion and the edge portion of the opposed surface of the notch portion facing the outer circumferential surface of the roller is positioned at the distal end of the valve lift portion It may be configured to be set to a position where it is placed in close proximity.

캠 구조는, 절결부의 대향면이 롤러를 향해 만곡된 곡면이고, 곡면의 곡률 반경 및 롤러의 외주연면의 곡률 반경이 다른 위치에 중심을 가지고, 곡면의 곡률 반경이 롤러의 외주연면의 곡률 반경보다 크게 설정되도록 구성될 수도 있다. The cam structure is a curved surface in which the opposed surfaces of the notches are curved toward the roller, the curvature radius of the curved surface and the curvature radius of the outer circumferential surface of the roller are centered at different positions, and the curvature radius of the curved surface is a radius of curvature Or may be configured to be set to a larger value.

캠 구조는, 캠이 캠 샤프트와 별도로 형성되고, 베이스 원형부에는 이를 통해 캠 샤프트가 삽입되는 샤프트 장착 구멍이 형성되고, 캠은 대향면에 형성된 핀 구멍으로 삽입된 핀에 의해 캠 샤프트에 연결되도록 구성될 수도 있다.The cam structure is formed such that the cam is formed separately from the camshaft, the base circular portion is formed with a shaft mounting hole through which the camshaft is inserted, and the cam is connected to the camshaft by the pin inserted into the pin hole formed in the opposite surface .

핀 구멍의 직경은 핀 구멍의 내주연면과 핀의 외주연면 사이에 갭이 형성되도록 설정될 수도 있다.The diameter of the pin hole may be set such that a gap is formed between the inner peripheral surface of the pin hole and the outer peripheral surface of the pin.

캠 구조는, 캠 샤프트가 그 내부에 윤활제가 유동하는 오일 경로를 포함하고, 핀은 오일 경로와 연통하고 핀이 캠 샤프트에 연결된 상태에서 절결부의 대향면에 배치되는 단부에서 개방되는 오일 구멍을 포함하도록 구성될 수도 있다. The cam structure includes an oil hole which is opened at an end disposed on the opposite surface of the cutout portion in a state where the camshaft includes an oil path through which lubricant flows, . &Lt; / RTI >

본 발명에 따르면, 내연 기관의 작동과 연계하여 회전하도록 구성된 캠 샤프트 및 내연 기관의 밸브 기구의 종동부를 구동하도록 구성된 캠 로브를 포함하고, 캠 로브는 베이스 원형부와 밸브 리프트부가 형성되는 베이스 캠 및 밸브 리프트부의 말단부에 제공되고 캠 샤프트의 축과 평행한 축에 대해 회전하도록 구성되는 롤러를 포함하고, 베이스 캠은 제1 플러스 밸브 가속도 피크가 밸브 리프트 시작시에 야기되고, 제2 플러스 밸브 가속도 피크가 밸브 리프트 종료시에 야기되고, 제1 피크와 제2 피크 사이에서 밸브 가속도가 마이너스가 되는 밸브 가속도 특성을 가지고, 롤러의 외경 및 장착 위치는, 제1 피크와 제2 피크 사이에서, 밸브 기구의 종동부가 밸브 리프트의 시작 측에서 밸브 리프트부로부터 롤러로 타고 이동하고 밸브 리프트의 종료 측에서 롤러로부터 밸브 리프트부로 타고 이동하도록 설정되는 캠 구조가 제공된다. 따라서, 제1 및 제2 밸브 가속도 피크, 즉 캠 로브가 밸브 기구의 종동부로부터 수용하는 최대 하중을 롤러부가 아니라 베이스 캠으로 수용할 수 있다. 이로 인해, 롤러가 베이스 캠의 밸브 리프트부의 말단부에 장착되는 캠 로브의 내구성이 향상된다.According to the present invention, there is provided an internal combustion engine comprising a camshaft configured to rotate in conjunction with the operation of an internal combustion engine and a cam lobe configured to drive a follower portion of a valve mechanism of the internal combustion engine, And a roller provided at a distal end of the valve lift portion and configured to rotate about an axis parallel to the axis of the camshaft, the base cam having a first positive valve acceleration peak caused at the start of valve lift and a second positive valve acceleration And the valve outer diameter and the mounting position of the roller are set such that, between the first peak and the second peak, the valve mechanism has a valve acceleration characteristic that causes the valve acceleration at the end of the valve lift and the valve acceleration to be negative between the first peak and the second peak, Is moved from the valve lift portion to the roller at the start side of the valve lift and moves to the end side of the valve lift A cam structure is provided which is configured to ride and move from the servo roller to the valve lift portion. Therefore, the first and second valve acceleration peaks, that is, the maximum load that the cam lobe receives from the follower portion of the valve mechanism, can be accommodated in the base cam, not in the roller portion. This improves the durability of the cam lobe in which the roller is mounted at the distal end of the valve lift portion of the base cam.

또한, 롤러가 밸브 리프트부의 말단부에 형성되는 절결부에 제공되고, 롤러의 외주연면과 대향하는 절결부의 대향면의 에지부는 제1 및 제2 피크가 야기되는 부분보다 밸브 리프트부의 말단부에 근접하게 놓여지는 위치로 설정된다. 따라서, 제1 및 제2 밸브 가속도 피크를 절결부가 제공되지 않으므로 두께가 두꺼운 베이스 캠의 밸브 리프트부 부분으로 수용할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 가속도 피크는 밸브 기구의 종동부와 넓은 접촉 면적을 가지는 부분에 의해 수용될 수 있다. 이로 인해, 캠 로브의 내구성이 향상된다.Further, the roller is provided in the notch portion formed at the distal end portion of the valve lift portion, and the edge portion of the opposed surface of the notch portion facing the outer circumferential surface of the roller is closer to the distal end portion of the valve lift portion than the portion where the first and second peaks are caused Is set to the position where it is placed. Therefore, the first and second valve acceleration peaks can be accommodated in the valve lift portion of the thick base cam because the cutout is not provided. That is, the first and second acceleration peaks can be accommodated by the portion having a wide contact area with the follower portion of the valve mechanism. As a result, the durability of the cam lobe is improved.

절결부의 대향면이 롤러를 향해 만곡된 곡면이고, 곡면의 곡률 반경 및 롤러의 외주연면의 곡률 반경이 다른 위치에 중심을 가지고, 곡면의 곡률 반경이 롤러의 외주연면의 곡률 반경보다 크게 설정된다. 따라서, 다음의 기능 및 효과를 얻을 수 있다. 즉, 절결부의 대향면을 곡면으로 형성함으로써, 절결부가 쉽게 설정될 수 있고, 이는 롤러의 외경 및 장착 위치의 선택에 있어서 자유도를 증가시킬 수 있다. 또한, 절결부의 대향면(곡면)의 곡률 반경 및 롤러의 외주연면의 곡률 반경이 다른 위치에 중심을 가진다. 또한, 곡면의 곡률 반경이 롤러의 외주연면의 곡률 반경보다 더 크게 설정된다. 따라서, 넓은 개구 및 좁은 중심부를 가지는 갭(통로)이 롤러의 외주연면과 절결부의 대향면 사이에 형성된다. 결과적으로, 밸브 기구의 종동부(예를 들면, 밸브 태핏) 상의 윤활제는 절결부의 대향면의 에지부에 의해 떠올려져 롤러의 회전에 의해 롤러 부분으로 공급될 수 있다. 이는 롤러 주연의 윤활을 향상시키고, 적절한 양의 윤활제가 절결부 내에 유지될 수 있다. 따라서, 롤러와 종동부 사이의 미끄럼 저항이 감소된다. 추가로, 넓은 갭이 롤러의 외주연면과 절결부의 대향면 사이에 형성될 수 있기 때문에 절삭물과 같은 이물질에 대한 양호한 배출 성능이 제공될 수 있으므로, 이물질이 롤러에 물리는 것을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 롤러의 조립이 롤러의 외주연면과 절결부의 대향면 사이의 증가된 갭에 의해 향상될 수 있다.The curvature radius of the curved surface and the curvature radius of the outer peripheral curved surface of the roller are different from each other and the curvature radius of the curved surface is set to be larger than the curvature radius of the outer peripheral curved surface of the roller . Therefore, the following functions and effects can be obtained. That is, by forming the opposite surface of the cutout portion in a curved surface, the cutout portion can be easily set, which can increase the degree of freedom in selecting the outer diameter and the mounting position of the roller. Further, the curvature radius of the opposed surface (curved surface) of the notch portion and the curvature radius of the outer circumferential surface of the roller are different from each other. Further, the curvature radius of the curved surface is set to be larger than the curvature radius of the outer peripheral curved surface of the roller. Therefore, a gap (passage) having a wide opening and a narrow central portion is formed between the outer peripheral surface of the roller and the opposite surface of the cutout portion. As a result, the lubricant on the follower portion (for example, the valve tappet) of the valve mechanism can be refreshed by the edge portion of the opposite surface of the cutout portion and supplied to the roller portion by the rotation of the roller. This improves the lubrication of the roller periphery, and an appropriate amount of lubricant can be retained in the notch. Thus, the sliding resistance between the roller and the follower portion is reduced. In addition, since a wide gap can be formed between the outer circumferential surface of the roller and the opposed surface of the notch, it is possible to prevent the foreign matter from sticking to the roller, since it is possible to provide a good discharge performance for foreign matters such as cuttings . Further, the assembly of the roller can be improved by the increased gap between the outer peripheral surface of the roller and the opposite surface of the notch.

캠이 캠 샤프트와 별도로 형성되고, 베이스 원형부에는 이를 통해 캠 샤프트가 삽입되는 샤프트 장착 구멍이 형성되고, 캠은 대향면에 형성된 핀 구멍으로 삽입된 핀에 의해 캠 샤프트에 연결된다. 따라서, 핀 구멍의 일 개구는 절결부의 대향면 상에 배치되고, 핀 구멍의 다른 개구는 베이스 원형부의 외주연면 상에 배치된다. 이로 인해, 종동부와의 밸브 리프트부의 접촉 면적이 감소되는 것이 방지되고, 즉 캠 로브의 내구성이 훼손되지 않게 되어, 그렇지 않은 경우 캠 로브의 제조시 야기될 수도 있는 왜곡의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다.The cam is formed separately from the camshaft, and the base circular portion is formed with a shaft mounting hole through which the camshaft is inserted, and the cam is connected to the camshaft by the pin inserted into the pin hole formed in the opposite surface. Thus, one opening of the pin hole is disposed on the opposite surface of the notch, and the other opening of the pin hole is disposed on the outer circumferential surface of the base circle. This prevents the contact area of the valve lift portion with the follower portion from being reduced, that is, the durability of the cam lobe is not impaired, and it is possible to suppress the occurrence of distortion which may otherwise be caused in manufacturing the cam lobe .

캠 샤프트는 그 내부에 윤활제가 유동하는 오일 경로를 포함하고, 핀은 오일 경로와 연통하고 핀이 캠 샤프트에 연결된 상태에서 절결부의 대향면에 배치되는 단부에서 개방되는 오일 구멍을 포함한다. 이로 인해, 윤활제가 안전한 형태로 절결부에 공급될 수 있기 때문에, 롤러와 종동부 사이의 미끄럼 저항이 보다 확실한 형태로 감소될 수 있다. 또한, 이를 통해 윤활제가 유동하는 오일 구멍이 핀의 내부에 제공되기 때문에, 캠 로브 내에 다른 구멍을 제공할 필요가 없게 됨으로써, 캠 로브의 내구성을 유지하는 것이 가능하게 된다.The camshaft includes an oil passage through which a lubricant flows, and the pin includes an oil hole communicating with the oil path and opened at an end disposed on the opposite surface of the cutout portion with the pin connected to the camshaft. Because of this, since the lubricant can be supplied to the notch portion in a safe form, the sliding resistance between the roller and the follower portion can be reduced to a more reliable form. Further, since the oil hole through which the lubricant flows is provided in the inside of the pin, it is not necessary to provide another hole in the cam lobe, thereby making it possible to maintain the durability of the cam lobe.

도 1의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 캠 구조의 측면도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에서 선 A-A를 따라 취한 단면도.
도 2는 도 1의 (b)에서 선 B-B를 따라 취한 단면도.
도 3은 핀이 캠 샤프트에 연결되기 전 최종 상태를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 캠 구조를 채용한 밸브 기구의 블록도.
도 5의 (a)는 본 발명의 비교예에 따른 캠 구조의 측면도이고, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)에서 선 C-C를 따라 취한 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 캠 구조 및 본 발명의 비교예에 따른 캠 구조의 밸브 리프팅에 관한 개별 영역을 비교한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 캠 구조의 밸브 작동 특성과 본 발명의 비교예에 따른 캠 구조의 밸브 작동 특성을 비교한 도면.Fig. 1 (a) is a side view of a cam structure according to an embodiment of the present invention, and Fig. 1 (b) is a sectional view taken along line AA in Fig. 1 (a).
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line BB in Fig. 1 (b). Fig.
3 is a sectional view showing a final state before the pin is connected to the camshaft;
4 is a block diagram of a valve mechanism employing a cam structure according to an embodiment of the present invention;
FIG. 5A is a side view of a cam structure according to a comparative example of the present invention, and FIG. 5B is a sectional view taken along line CC in FIG. 5A.
6 is a comparison of individual areas for valve lifting of a cam structure according to an embodiment of the present invention and a cam structure according to a comparative example of the present invention;
7 is a graph comparing valve operating characteristics of a cam structure according to an embodiment of the present invention and valve operating characteristics of a cam structure according to a comparative example of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 자세히 설명될 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명의 실시예에 따른 캠 구조(11)는 도 1의 (a), 도 1의 (b), 도 2 및 도 3을 참조하여 설명될 것이다.The cam structure 11 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 (a), 1 (b), 2 and 3.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 캠 구조(11)는 차량 구동 엔진의 작동에 연계하여 회전하는 캠 샤프트(12) 및 엔진의 밸브 기구의 종동부를 구동하는 캠 로브(13)를 포함한다. 도시 생략되었지만, 복수의 캠(13)은 엔진의 개별 실린더 내 밸브(흡기 밸브 또는 배기 밸브)의 개수에 대응하도록 캠 샤프트(12) 상에 제공된다. 이들 캠 로브(13)는 동일한 프로파일을 가진다.As shown in these drawings, the cam structure 11 of the present embodiment includes a camshaft 12 that rotates in conjunction with the operation of the vehicle drive engine and a cam lobe 13 that drives the follower portion of the valve mechanism of the engine do. A plurality of cams 13 are provided on the camshaft 12 so as to correspond to the number of individual in-cylinder valves (intake valves or exhaust valves) of the engine. These cam lobes 13 have the same profile.

캠 로브(13)는 베이스 캠(14) 및 롤러(15)를 가진다. 베이스 캠(14)은 베이스 원형부(14a) 및 밸브 리프트부(14b)에 의해 형성되고 그 전체 주연을 따라 연속으로 연장하는 외주연면을 가진다.The cam lobe (13) has a base cam (14) and a roller (15). The base cam 14 has an outer peripheral surface formed by the base circular portion 14a and the valve lift portion 14b and extending continuously along the entire periphery thereof.

캠 구조(11)는 도 1의 (b)에서 화살표(D)에 의해 표시된 방향으로 회전한다. 밸브 리프트부(14b)는 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 우측에 밸브 리프트 시작 측을, 좌측에 밸브 리프트의 종료 측을 가진다. 즉, 도 1에 있어서 밸브 리프트부(14b)의 우측이 밸브 개구측이고, 좌측이 밸브 폐쇄측이다.The cam structure 11 rotates in the direction indicated by the arrow D in Fig. 1 (b). The valve lift portion 14b has the valve lift start side on the right side and the end side of the valve lift on the left side as shown in Fig. 1 (b). 1, the right side of the valve lift portion 14b is the valve opening side, and the left side is the valve closing side.

절결부(14e)가 밸브 리프트부(14b)의 말단부(캠 상부)(14d)에 제공된다. 절결부(14e)는 폭 방향(도 1의 (b)에 있어서 좌우 방향)에 있어서 밸브 리프트부(14b)의 말단부(14d)(밸브 리프트 말단부)의 중심부에 형성된다. 이로 인해, 밸브 리프트의 시작 측 및 밸브 리프트의 종료 측 상에 있어서 밸브 리프트부(14b)의 근접 단부(14f)(밸브 리프트 근접 단부)에서의 밸브 리프트부(14b)의 두께는 베이스 원형부(14a)와 같은 두께이다. 반면, 밸브 리프트 말단부(14d)에서의 밸브 리프트부(14b)의 전체 두께는 밸브 리프트 근접 단부(14f)에서의 두께보다 절결부(14e)의 두께만큼 더 작아진다.The cutout portion 14e is provided at the distal end portion (cam upper portion) 14d of the valve lift portion 14b. The notch portion 14e is formed at the center of the distal end portion 14d (valve lift end portion) of the valve lift portion 14b in the width direction (left and right direction in Fig. The thickness of the valve lift portion 14b at the close end 14f (valve lift proximal end) of the valve lift portion 14b on the start side of the valve lift and the end side of the valve lift is smaller than the thickness of the base round portion 14a. On the other hand, the total thickness of the valve lift portion 14b at the valve lift distal end 14d is smaller than the thickness at the valve lift proximal end 14f by the thickness of the cutout portion 14e.

롤러(15)는 밸브 리프트 말단부(14d)에 제공되고 캠 샤프트(12)의 축과 평행한 축에 대해서 자유롭게 회전하도록 구성된다. 롤러(15)는, 밸브 리프트 말단부(14d) 내에 형성된 샤프트 장착 구멍(14n) 및 캠 샤프트(12)의 축에 평행하도록 회전 샤프트(15a)를 롤러(15)에 형성된 샤프트 장착 구멍(15b)을 통해 삽입함으로써 롤러(15)가 절결부(14e)에 끼워진 상태에서 밸브 리프트 말단부(14d)에 장착된다. 또한, 롤러(15)는 그 외주연면의 일부가 밸브 리프트 말단부(14d)의 외주연면 보다 반경 방향 외측으로 더 돌출하도록 장착된다.The roller 15 is configured to rotate freely about an axis provided at the valve lift distal end 14d and parallel to the axis of the camshaft 12. [ The roller 15 has a shaft mounting hole 14n formed in the valve lift distal end 14d and a shaft mounting hole 15b formed in the roller 15 so that the rotating shaft 15a is parallel to the shaft of the cam shaft 12 The roller 15 is fitted to the valve lift end portion 14d in a state of being fitted in the notch portion 14e. In addition, the roller 15 is mounted such that a part of the outer peripheral surface of the roller 15 projects further radially outward than the outer peripheral surface of the valve lift distal end 14d.

이후 상세히 설명되겠지만, 베이스 캠(14)은 밸브 리프트의 시작 측 상에서 제1 플러스 밸브 가속도 피크를 야기하고 밸브 리프트의 종료 측 상에서 제2 플러스 밸브 가속도 피크를 야기한다. 즉, 캠 로브(13)가 밸브 기구의 종동부로부터 수용하는 최대 하중이 밸브 리프트의 시작 측 및 밸브 리프트의 종료 측 상에서 야기된다. 베이스 캠(14)은 밸브 가속도가 제1 밸브 가속도 피크와 제2 밸브 가속도 피크 사이에서 마이너스가 되는 밸브 특성을 가진다. 롤러(15)의 외경 및 장착 위치는 제1 밸브 가속도 피크와 제2 밸브 가속도 피크 사이에서 밸브 기구의 종동부가 밸브 리프트의 시작 측 상에서는 밸브 리프트부(14b)로부터 롤러(15)를 타고 이동하고 밸브 리프트의 종료 측 상에서는 롤러(15)로부터 밸브 리프트부(14b)로 타고 이동하도록 설정된다.As will be described in detail later, the base cam 14 causes a first positive valve acceleration peak on the start side of the valve lift and a second positive valve acceleration peak on the end side of the valve lift. That is, the maximum load that the cam lobe 13 receives from the follower portion of the valve mechanism is caused on the start side of the valve lift and the end side of the valve lift. The base cam 14 has a valve characteristic in which the valve acceleration becomes negative between the first valve acceleration peak and the second valve acceleration peak. The outer diameter and the mounting position of the roller 15 move along the roller 15 from the valve lift portion 14b on the start side of the valve lift between the first valve acceleration peak and the second valve acceleration peak And is set to travel from the roller 15 to the valve lift portion 14b on the end side of the valve lift.

롤러(15)의 외주연면과 대향하는 절결부(14e)의 대향면(14g)은 롤러(15)[밸브 리프트부(14b)의 말단부]에 대해 오목하게 만곡된 곡면으로 형성된다. 또한, 대향면(곡면)(14g)의 곡률 반경 및 롤러(15)의 외주연면의 곡률 반경은 다른 위치에 중심을 가지고, 전자가 후자보다 더 크게 설정된다. 이로 인해, 대향면(14g)과 롤러(15)의 외주연면 사이에 형성되는 갭(통로)(16)은 좌우 단부에서 개구(16a, 16b)에서 넓고, 그 중심부(16c)에서 좁다.The facing surface 14g of the cutout portion 14e opposed to the outer peripheral surface of the roller 15 is formed into a curved surface concavely curved with respect to the roller 15 (the distal end portion of the valve lift portion 14b). The curvature radius of the opposing face (curved face) 14g and the curvature radius of the outer circumferential face of the roller 15 are centered at different positions, and the former is set larger than the latter. The gap 16 formed between the opposed surface 14g and the outer peripheral surface of the roller 15 is wide at the openings 16a and 16b at the left and right ends and narrow at the center portion 16c thereof.

대향면(14g)의 일 에지부(14h)는 제1 밸브 가속도 피크가 야기되는 부분[도 1의 (b)에서 별표로 표시된 부분](20a)보다 밸브 리프트 말단부(14d)에 근접 배치되도록 설정된다. 유사하게 대향면(14g)의 다른 에지부(14i)는 제2 밸브 가속도 피크가 야기되는 부분[도 1의 (b)에서 별표로 표시된 부분](20b)보다 밸브 리프트 말단부(14d)에 근접 배치되도록 설정된다. 즉, 제1 및 제2 피크가 야기되는 부분(20a, 20b)이 절결부(14e)가 형성되어 있지 않은 밸브 리프트부(14b)의 두꺼운 부분에 놓여지도록 설정된다. 결과적으로, 제1 및 제2 밸브 가속도 피크가 야기되는 부분(20a, 20b)은 밸브 기구의 종동부와 넓은 접촉 면적을 가지게 된다.The one edge portion 14h of the opposing face 14g is set so as to be closer to the valve lift end portion 14d than the portion where the first valve acceleration peak is caused (the portion indicated by an asterisk in FIG. 1 (b) do. Similarly, the other edge portion 14i of the opposing face 14g is disposed closer to the valve lift end portion 14d than the portion (indicated by an asterisk in FIG. 1 (b)) where the second valve acceleration peak is caused . That is, the portions 20a and 20b where the first and second peaks are caused are set to be placed on the thick portion of the valve lift portion 14b where the cutout portion 14e is not formed. As a result, the portions 20a and 20b where the first and second valve acceleration peaks are caused to have a wide contact area with the follower portion of the valve mechanism.

도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 캠 구조(11)[캠 로브(13)]의 밸브 리프트의 시작 측 및 밸브 리프트의 종료 측 상에서, 영역(a1, a1')은 밸브 리프트부(14b)에 있어서 절결부(14e)가 형성되지 않아서 두께가 두꺼운 영역이고, 영역(b1, b1')은 밸브 리프트부(14b)에 있어서 절결부(14e)가 형성되어서 두께가 얇은 영역이고, 영역(c1, c1')은 밸브 작동에 관계되는 롤러(15)의 영역이고, 영역(d1)은 베이스 원형부(14a) 영역이다. 즉, 영역(a1, a1')은 밸브 기구의 종동부와 넓은 접촉 면적을 가지는 영역이고, 영역(b1, b1')은 밸브 기구의 종동부와 작은 접촉 면적을 가지는 영역이고, 영역(c1, c1')은 밸브 기구의 종동부가 밸브 리프트부(14b)로부터 롤러(15)를 향해 타고 이동하는 영역이다. 영역(a1, a1'), 영역(b1, b1') 및 영역(c1, c1') 간의 경계 위치는 절결부(14e)의 대향면(14g)의 곡률 반경 및 롤러(15)의 외경과 장착 위치의 설정에 따라 변화한다.As shown in Fig. 1 (b), on the start side of the valve lift of the cam structure 11 (cam lobe 13) and on the end side of the valve lift, the areas a1 and a1 ' B1 'are formed in the valve lift portion 14b so that the notches 14e are formed and the thickness is thin, and the regions b1 and b1' (c1, c1 ') is the area of the roller 15 relating to the valve operation, and the area d1 is the area of the base circular portion 14a. That is, the regions a1 and a1 'are regions having a wide contact area with the follower portion of the valve mechanism, the regions b1 and b1' are regions having a small contact area with the follower portion of the valve mechanism, c1 'is a region where the follower portion of the valve mechanism travels from the valve lift portion 14b toward the roller 15 and moves. The boundary position between the regions a1 and a1 ', the regions b1 and b1' and the regions c1 and c1 'is determined by the radius of curvature of the facing surface 14g of the cutout portion 14e and the outer diameter of the roller 15 It changes according to the setting of the position.

캠 로브(13)는 캠 샤프트(12)와 별개로 형성된다. 캠 샤프트(12)는 베이스 원형부(14a)에 제공되는 샤프트 장착 구멍(14c)을 통해 삽입된다. 이후, 캠 로브(13)는 대향면(14g) 내에 제공되는 핀 구멍(14j)을 경유하여 캠 샤프트(12)를 통해 캠 로브(13) 내부로 삽입되는 핀(22)에 의해 캠 샤프트(12)에 연결된다.The cam lobe 13 is formed separately from the camshaft 12. [ The camshaft 12 is inserted through the shaft mounting hole 14c provided in the base circular portion 14a. The cam lobe 13 is guided by the pin 22 inserted into the cam lobe 13 through the cam shaft 12 via the pin hole 14j provided in the opposing face 14g, .

더 설명하면, 캠 샤프트(12)는 캠 샤프트(12)의 축과 직교하는 방향을 따라 형성되는 관통 구멍(12a)을 가진다. 핀(22)은 그 안에 적절한 위치로 체결되도록 관통 구멍(12a) 내부로 삽입(가압 끼워 맞춤)됨으로써, 핀(22)이 캠 샤프트(12)에 고정된다. 핀 구멍(14j)은 캠 샤프트(12)가 샤프트 장착 구멍(14c)을 통해 삽입된 상태에서 캠 샤프트(12)의 축과 직교하는 방향으로 연장하도록 베이스 캠(14) 내에 형성된다. 핀 구멍(14j)의 일 단부 개구(14k)는 대향면(14g) 위에 배치되고, 타단부 개구(14m)는 베이스 원형부(14a)의 외주연면 상에 배치된다. 또한, 핀 구멍(14j)의 직경은 갭(23)이 핀 구멍(14j)의 내주연면과 핀(22)의 외주연면 사이에 형성되도록 설정된다.To be more specific, the camshaft 12 has a through hole 12a formed along the direction orthogonal to the axis of the camshaft 12. [ The pin 22 is fixed to the camshaft 12 by being inserted (press fitted) into the through hole 12a so as to be fastened to an appropriate position in the pin 22. The pin hole 14j is formed in the base cam 14 so as to extend in a direction perpendicular to the axis of the camshaft 12 with the camshaft 12 inserted through the shaft mounting hole 14c. One end opening 14k of the pin hole 14j is disposed on the opposite surface 14g and the other end opening 14m is disposed on the outer peripheral surface of the base circular portion 14a. The diameter of the pin hole 14j is set so that the gap 23 is formed between the inner peripheral surface of the pin hole 14j and the outer peripheral surface of the pin 22.

또한, 오일 경로(12b)가 캠 샤프트(12) 내에 형성되고, 오일 구멍(22a)이 핀(22) 내에 형성된다. 오일 경로(12b)는 캠 샤프트(12)의 축 방향을 따라 연장하도록 캠 샤프트(12) 내에 형성되고, 윤활제가 오일 경로(12b)의 내부를 통해 유동하게 된다. 핀(22)이 캠 샤프트(12) 내의 관통 구멍(12a)을 통해 베이스 캠(14) 내의 핀 구멍(14j) 내부로 삽입되어 핀(22)이 캠 샤프트(12)에 연결된 상태에서, 오일 구멍(22a)은 오일 경로(12b)와 연통하도록 핀(22) 내에 형성되고 절결부(14e)의 대향면(14g)에 배치된 단부에서 개방된다. 결과적으로, 오일 경로(12b) 내측을 유동하도록 윤활제 공급 장치로부터 공급되는 윤활제는 오일 구멍(22a)의 일단부(개구)로부터 오일 구멍(22a)으로 유입하여, 오일 구멍(22a) 내측을 유동하고, 타단부(개구)로부터 유출되어 롤러(15)에 공급되게 된다.Further, an oil path 12b is formed in the camshaft 12, and an oil hole 22a is formed in the pin 22. As shown in Fig. The oil path 12b is formed in the camshaft 12 so as to extend along the axial direction of the camshaft 12 so that the lubricant flows through the inside of the oil path 12b. When the pin 22 is inserted into the pin hole 14j in the base cam 14 through the through hole 12a in the camshaft 12 and the pin 22 is connected to the camshaft 12, The oil passage 22a is formed in the pin 22 so as to communicate with the oil path 12b and is opened at the end disposed on the opposed face 14g of the cutout portion 14e. As a result, the lubricant supplied from the lubricant supply device to flow inside the oil path 12b flows into the oil hole 22a from one end (opening) of the oil hole 22a and flows inside the oil hole 22a And is supplied to the roller 15 from the other end (opening).

이어서, 본 실시예의 캠 구조(11)를 채택한 밸브 기구의 구성이 도 4를 참조하여 설명될 것이다.Next, the configuration of the valve mechanism adopting the cam structure 11 of this embodiment will be described with reference to Fig.

도 4에 도시된 바와 같이, 밸브 기구(30)는 캠 구조(11), 캠 구조(11)에 의해 구동되는 밸브 태핏(31)(밸브 기구의 종동부), 고정부(32) 및 밸브 태핏(31)과 고정부(32) 사이에 개재되는 밸브 스프링(33)으로 이루어진다. 밸브(41)의 근접 단부는 밸브 태핏(31)에 연결된다. 작은 갭이 밸브 태핏(31)과 캠 구조(11)의 베이스 캠(14)의 베이스 원형부(14a) 사이에 설정되어, 불필요한 밸브 개폐 작동의 발생을 방지한다. 밸브는 흡기 밸브 또는 배기 밸브이다.4, the valve mechanism 30 includes a cam structure 11, a valve tappet 31 (a driven portion of the valve mechanism) driven by the cam structure 11, a fixing portion 32, And a valve spring 33 interposed between the fixing portion 31 and the fixing portion 32. The proximal end of the valve 41 is connected to the valve tappet 31. A small gap is set between the valve tappet 31 and the base circular portion 14a of the base cam 14 of the cam structure 11 to prevent the occurrence of unnecessary valve opening and closing operations. The valve is an intake valve or an exhaust valve.

캠 샤프트(12)가 화살표(D)에 의해 표시된 방향으로 엔진의 작동과 연계하여 회전할 때, 캠 로브(13)는 캠 샤프트(12)와 함께 회전한다. 이때, 설정된 갭에 기인하여, 베이스 캠(14)의 베이스 원형부(14a)가 밸브 태핏(31)과 대면하면서 베이스 원형부(14a)에 의해 밸브 태핏(31)에 가해지는 압력은 없어진다. 결과적으로, 밸브(41)는 개방 및 폐쇄 작동 모두를 수행하지 않고 밸브 스프링(33)의 스프링력에 의해 완전 폐쇄 상태로 유지된다. 이후, 캠 로브(13)가 더 회전하여 밸브 태핏(31)이 베이스 캠(14)의 베이스 원형부(14a)로부터 밸브 리프트부(14b)를 향해 타고 이동할 때, 밸브 리프트부(14b)가 밸브 태핏(31)을 가압한다. 이로 인해, 밸브(41)가 밸브 스프링(33)의 스프링력에 대항하여 밸브 태핏(31)과 함께 아래로 가압됨으로써, 밸브(41)는 개방하기 시작한다. 즉, 밸브(41)가 리프트를 시작한다.The cam lobe 13 rotates together with the camshaft 12 when the camshaft 12 rotates in conjunction with the operation of the engine in the direction indicated by the arrow D. At this time, due to the set gap, the pressure applied to the valve tappet 31 by the base circular portion 14a while the base circular portion 14a of the base cam 14 faces the valve tappet 31 is lost. As a result, the valve 41 is kept in the fully closed state by the spring force of the valve spring 33 without performing both the opening and closing operations. Thereafter, when the cam lobe 13 further rotates to move the valve tappet 31 from the base circular portion 14a of the base cam 14 toward the valve lift portion 14b, the valve lift portion 14b is closed The tappet 31 is pressed. This causes the valve 41 to be pressed down with the valve tappet 31 against the spring force of the valve spring 33 so that the valve 41 starts to open. That is, the valve 41 starts the lift.

이어서, 밸브 태핏(31)이 밸브 리프트부(14b)로부터 롤러(15)를 향해 타고 이동할 때, 롤러(15)가 밸브 태핏(31)을 가압한다. 이로 인해, 밸브(41)는 밸브 스프링(33)의 스프링력에 대항하여 아래로 더 가압되고, 밸브 리프트가 더 증가됨으로써, 밸브 리프트량이 최대가 된다. 이후, 밸브(41)는 밸브 스프링(33)의 스프링력에 의해 위로 가압되어 폐쇄를 시작한다. 즉, 밸브(41)는 밸브 리프트를 종료하기 시작한다. 이후, 밸브는 완전히 폐쇄된다.Then, when the valve tappet 31 moves from the valve lift portion 14b toward the roller 15, the roller 15 presses the valve tappet 31. Then, As a result, the valve 41 is further pressed down against the spring force of the valve spring 33, and the valve lift is further increased, thereby maximizing the valve lift amount. Then, the valve 41 is pressed upward by the spring force of the valve spring 33 to start closing. That is, the valve 41 starts to terminate the valve lift. Thereafter, the valve is fully closed.

다음, 본 발명의 비교예에 따른 캠 구조(51)가 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)를 참조하여 설명될 것이다.Next, a cam structure 51 according to a comparative example of the present invention will be described with reference to Figs. 5 (a) and 5 (b).

비교예의 캠 구조(51)는 롤러(15)의 외주연면과 대향하는 절결부(14e)의 대향면(14g)이 평면으로 형성되는 점에서 캠 구조(11)와 상이하다. 캠 구조(51)의 다른 구성은 캠 구조(11)의 구성과 유사하다.The cam structure 51 of the comparative example is different from the cam structure 11 in that the opposing face 14g of the cutout portion 14e opposed to the outer peripheral face of the roller 15 is formed in a plane. The other structure of the cam structure 51 is similar to that of the cam structure 11. [

도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 캠 구조(51)[캠 로브(13)]의 밸브 리프트의 시작 측 및 밸브 리프트의 종료 측 상에서, 영역(a2, a2')은 밸브 리프트부(14b)에 있어서 절결부(14e)가 형성되지 않아서 두께가 두꺼운 영역이고, 영역(b2, b2')은 밸브 리프트부(14b)에 있어서 절결부(14e)가 형성되어서 두께가 얇은 영역이고, 영역(c2, c2')은 밸브 작동에 관계되는 롤러(15)의 영역이고, 영역(d2)은 베이스 원형부(14a) 영역이다. 즉, 영역(a2, a2')은 밸브 기구의 종동부와 넓은 접촉 면적을 가지는 영역이고, 영역(b2, b2')은 밸브 기구의 종동부와 작은 접촉 면적을 가지는 영역이고, 영역(c2, c2')은 밸브 기구의 종동부가 밸브 리프트부(14b)로부터 롤러(15)를 향해 타고 이동하는 영역이다. As shown in Fig. 5 (b), on the start side of the valve lift of the cam structure 51 (cam lobe 13) and on the end side of the valve lift, the areas a2 and a2 ' The cutout portion 14e is formed in the valve lift portion 14b so that the thickness is thin and the region b2 and b2 ' (c2, c2 ') is the area of the roller 15 relating to the valve operation, and the area d2 is the area of the base circular part 14a. That is, the regions a2 and a2 'are regions having a wide contact area with the follower portion of the valve mechanism, the regions b2 and b2' are regions having a small contact area with the follower portion of the valve mechanism, c2 'is a region in which the follower portion of the valve mechanism travels from the valve lift portion 14b toward the roller 15.

도 6은 캠 구조(11)의 영역(a1, a1', b1, b1', c1, c1', d1)과 캠 구조(51)의 영역(a2, a2', b2, b2', c2, c2', d2)의 비교 결과를 도시한다. 캠 구조(11)에 서는 대향면(14g)이 곡면으로 형성되는 반면, 캠 구조(51)에서는 대향면(14g)이 평면으로 형성된다. 이로 인해, 캠 구조(11)에서는 제1 및 제2 밸브 가속도 피크가 야기되는 부분(20a, 20b)이 밸브 리프트부(14b)의 두께가 두꺼운 영역(a1, a1')에 배치된다. 반대로, 캠 구조(51)에서는 제1 및 제2 밸브 가속도 피크가 야기되는 부분(20a, 20b)이 밸브 리프트부(14b)의 두께가 얇은 영역(b2, b2')에 배치된다. 캠 구조(11)의 영역(c1, c1', d1) 및 캠 구조(51)의 영역(c2, c2', d2)은 동일하다.6 is a sectional view of the cam structure 11 in the region a1, a1 ', b1, b1', c1, c1 ', d1 of the cam structure 11 and the regions a2, a2', b2, b2 ' ', d2). In the cam structure 11, the opposing face 14g is formed as a curved face, while in the cam structure 51, the opposing face 14g is formed as a flat face. Due to this, in the cam structure 11, the portions 20a and 20b where the first and second valve acceleration peaks are caused are arranged in the thick regions a1 and a1 'of the valve lift portions 14b. Conversely, in the cam structure 51, the portions 20a and 20b where the first and second valve acceleration peaks are caused are arranged in the thinner regions b2 and b2 'of the valve lift portion 14b. The regions c1, c1 ', d1 of the cam structure 11 and the regions c2, c2', d2 of the cam structure 51 are the same.

다음, 캠 구조(11) 및 캠 구조(51)의 밸브 작동 특성(밸브 리프트 종료 특성, 밸브 가속도 특성)이 도 7을 참조하여 설명될 것이다. 캠 구조(11, 51)가 화살표(D)로 표시된 방향으로 회전할 때 각각의 캠 회전각에서의 캠 구조(11, 51)의 상태가 (a) 내지 (d)와 같이 도시된다. 절결부(14e)의 대향면(14g)이 곡면으로 형성된 구조(11)의 각각의 상태는 실선으로 표시되는 반면, 대향면(14g)이 평면으로 형성된 구조(51)의 각각의 상태는 일점 쇄선으로 표시된다. (e)에 도시된 바와 같이, 왼쪽 좌표축은 밸브 리프트량을 나타내고 우측 좌표축은 밸브 가속도를 나타내고, 가로축은 캠 회전각을 나타낸다. 도 7에 있어서, 점선은 베이스 캠(14)의 밸브 리프트 특성을 나타내고, 실선은 베이스 캠(14)의 가속도 특성을 나타낸다. 또한, 도 7에 있어서, 일점 쇄선은 롤러(15)의 밸브 리프트 특성을 나타내고, 이점 쇄선은 롤러의 밸브 가속도 특성을 나타낸다. 밸브 가속도는 밸브 각속도의 시간 미분을 나타내는 수치임에 주목하여야 한다. Next, valve operating characteristics (valve lift termination characteristics, valve acceleration characteristics) of the cam structure 11 and the cam structure 51 will be described with reference to Fig. The states of the cam structures 11 and 51 at the respective cam rotation angles are shown as (a) to (d) when the cam structures 11 and 51 are rotated in the direction indicated by the arrow D in FIG. Each state of the structure 11 in which the opposing face 14g of the cutout 14e is formed in a curved surface is represented by a solid line while each state of the structure 51 in which the opposing face 14g is formed in a plane is represented by a one- . (e), the left coordinate axis represents the valve lift amount, the right coordinate axis represents the valve acceleration, and the horizontal axis represents the cam rotation angle. In Fig. 7, the dotted line indicates the valve lift characteristic of the base cam 14, and the solid line indicates the acceleration characteristic of the base cam 14. Fig. 7, the one-dot chain line represents the valve lift characteristic of the roller 15, and the two-dot chain line represents the valve acceleration characteristic of the roller. It should be noted that the valve acceleration is a numerical value representing the time derivative of the valve angular velocity.

도 7의 (e)에 도시된 바와 같이, 캠 구조(11) 및 캠 구조(51)는 동일한 밸브 리프트 특성 및 밸브 가속도 특성을 가진다. 이로부터 밸브 리프트 특성 및 밸브 가속도 특성은 절결부(14e)의 대향면(14g)의 형상에 관계없이 일정함을 알 수 있다. 반면, 밸브 리프트 특성 및 밸브 가속도 특성은 제1 및 제2 밸브 가속도 피크가 야기되는 영역과 관련하여서는 두 구조 사이에 차이가 있다.As shown in FIG. 7 (e), the cam structure 11 and the cam structure 51 have the same valve lift characteristic and valve acceleration characteristic. It can be seen from this that the valve lift characteristic and the valve acceleration characteristic are constant irrespective of the shape of the opposing face 14g of the cutout portion 14e. On the other hand, the valve lift characteristic and the valve acceleration characteristic differ between the two structures with respect to the region where the first and second valve acceleration peaks are caused.

이를 상세히 설명하면, 도 7의 (e)에 도시된 바와 같이, 캠 구조(11, 51)의 밸브 가속도 특성에 있어서, 플러스 밸브 가속도 피크(P1 내지 P6)가 야기된다.In detail, as shown in FIG. 7 (e), in the valve acceleration characteristics of the cam structures 11 and 51, positive valve acceleration peaks P1 to P6 are caused.

먼저, 밸브 리프트의 시작 측 상에서, 밸브 태핏(31)이 베이스 캠(14)의 베이스 원형부(14a)[영역(d1, d2)]로부터 밸브 리프트부(14b)[영역(a1, a2)]로 타고 이동할 때 작은 밸브 가속도 피크(P1)가 야기된다.First, on the start side of the valve lift, the valve tappet 31 moves from the base circular portion 14a (regions d1, d2) of the base cam 14 to the valve lift portion 14b (regions a1, a2) A small valve acceleration peak P1 is generated.

이후, 밸브 가속도가 한번 0이 된 이후, 큰 밸브 가속도 피크(P2)(제1 밸브 가속도 피크)가 야기되고, 밸브 리프트[밸브(41)의 개방]가 급속하게 증가된다. 이어서, 캠 구조(11)에서는, 에지부(14h)의 위치가 절결부(14e)의 대향면(14g)을 곡면으로 형성함으로써 조정되기 때문에 밸브 가속도 피크(P2)가 밸브 리프트부(14b) 중 두께가 두꺼운 영역(a1)에서 야기된다. 반면, 캠 구조(51)에서는, 절결부(14e)의 대향면(14g)이 평면으로 형성되고 에지부(14h)의 위치가 조정되지 않는다. 따라서, 밸브 가속도 피크(P2)가 밸브 리프트부(14b) 중 두께가 얇은 영역(b2)에서 야기된다.Thereafter, a large valve acceleration peak P2 (first valve acceleration peak) is caused and the valve lift (opening of the valve 41) is rapidly increased after the valve acceleration once becomes zero. Since the position of the edge portion 14h is adjusted by forming the curved surface of the opposed surface 14g of the cutout portion 14e in the cam structure 11, The thickness is caused in the thick region a1. On the other hand, in the cam structure 51, the opposing face 14g of the notch 14e is formed in a plane and the position of the edge portion 14h is not adjusted. Therefore, the valve acceleration peak P2 is caused in the thinner region b2 of the valve lift portion 14b.

밸브 각속도 피크(P2)가 야기된 이후, 밸브 가속도는 감소하여 마이너스가 된다. 밸브 각속도 피크(P2)보다 작은 밸브 각속도 피크(P3)는 밸브 태핏(31)이 베이스 캠(14)의 밸브 리프트부(14b)[영역(b2)]로부터 롤러(15)[영역(c2)]로 타고 이동할 때 야기된다. 즉, 캠 구조(11)에서는 베이스 캠(14)의 밸브 가속도 특성에 있어서, 롤러(15)의 외경 및 장착 위치는, 밸브 리프트의 시작 측 상에서 플러스 밸브 가속도 피크(P2)가 야기된 이후 밸브 가속도가 감소하여 마이너스가 될 때, 또는 밸브 가속도 피크(P2)로부터 밸브 가속도가 감소하는 도중에, 밸브 태핏(31)이 베이스 캠(14)의 밸브 리프트부(14b)[영역(b1)]로부터 롤러(15)[영역(c1)]로 매끄럽게 타고 이동하도록 설정된다.After the valve angular velocity peak P2 is caused, the valve acceleration decreases and becomes negative. The valve angular velocity peak P3 smaller than the valve angular velocity peak P2 is obtained when the valve tappet 31 moves from the valve lift portion 14b (region b2) of the base cam 14 to the roller 15 (region c2) To move to. That is, in the cam structure 11, the outer diameter and the mounting position of the roller 15 in the valve acceleration characteristic of the base cam 14 are set such that the valve acceleration after the positive valve acceleration peak P2 is caused on the valve- The valve tappet 31 is displaced from the valve lift portion 14b (region b1) of the base cam 14 to the roller (b1) during the reduction of the valve acceleration from the valve acceleration peak P2, 15 (region (c1)).

밸브 가속도 피크(P3)가 야기된 이후, 밸브 가속도가 마이너스를 유지하는 상태가 계속된다. 그러나, 이 기간 동안, 밸브 리프트량[밸브(41)의 개방]은 그 최대치에 도달하고, 이후 밸브 리프트량은 감소한다. 즉, 밸브 리프트의 시작으로부터 밸브 리프트의 종료로의 전환이 발생하는 것이다. 다르게는, 밸브 개방 단계로부터 밸브 폐쇄 단계로의 전환이 발생하는 것이다.After the valve acceleration peak (P3) is caused, the state in which the valve acceleration keeps minus continues. During this period, however, the valve lift amount (opening of valve 41) reaches its maximum value, and then the valve lift amount decreases. That is, the transition from the start of the valve lift to the end of the valve lift occurs. Alternatively, the transition from the valve opening step to the valve closing step occurs.

밸브 리프트의 종료 측 상에서, 밸브 가속도 피크(P4 내지 P6)가 밸브 리트의 시작 측 상에서 밸브 가속도 피크(P1 내지 P3)가 야기되는 순서와는 반대 순서로 야기된다. 먼저, 밸브 태핏(31)이 롤러(15)[영역(c1, c2)]로부터 베이스 캠(14)의 밸브 리프트부(14b)[영역(b1', b2')]로 타고 이동할 때, 밸브 가속도 피크(P5)(제2 밸브 가속도 피크)보다 작은 밸브 가속도 피크(P4)가 야기된다. 즉, 캠 구조(11)에서는, 베이스 캠(14)의 밸브 가속도 특성에 있어서, 롤러(15)의 외경 및 장착 위치는, 플러스 밸브 가속도 피크(P5)가 야기되기 이전의 밸브 가속도가 밸브 리프트의 종료 측 상에서 마이너스가 될 때, 또는 밸브 가속도 피크(P5)로 밸브 가속도가 증가하는 도중에, 밸브 태핏(31)이 롤러(15)[영역(c1')]로부터 베이스 캠(14)의 밸브 리프트부(14b)[영역(b1)]로 타고 이동하도록 설정된다. On the end side of the valve lift, the valve acceleration peaks P4 to P6 are caused in the reverse order to the order in which the valve acceleration peaks P1 to P3 are caused on the start side of the valve lift. First, when the valve tappet 31 moves from the roller 15 (regions c1 and c2) to the valve lift portion 14b (regions b1 'and b2') of the base cam 14, A valve acceleration peak P4 that is smaller than the peak P5 (second valve acceleration peak) is caused. That is, in the cam structure 11, in the valve acceleration characteristic of the base cam 14, the outer diameter and the mounting position of the roller 15 are such that the valve acceleration before the positive valve acceleration peak P5 The valve tappet 31 is displaced from the roller 15 (area c1 ') to the valve lift 14 of the base cam 14 when the valve tappet 31 becomes negative on the closing side or during the valve acceleration increasing to the valve acceleration peak P5 (Region (b1)).

밸브 가속도 피크(P4)가 야기된 이후, 큰 밸브 가속도 피크(P5)(제2 밸브 가속도 피크)가 베이스 캠(14)의 밸브 리프트부(14b)에서 야기된다.A large valve acceleration peak P5 (second valve acceleration peak) is caused in the valve lift portion 14b of the base cam 14 after the valve acceleration peak P4 is caused.

즉, 롤러(15)의 외경 및 장착 위치는, 밸브 가속도 피크(P2)(제1 밸브 가속도 피크)와 밸브 가속도 피크(P5)(제2 밸브 가속도 피크) 사이에서, 밸브 태핏(31)이 밸브 리프트의 종료 측 상에서 롤러(15)[영역(c1, c2)]로부터 밸브 리프트부(14b)로 타고 이동하고 밸브 태핏(31)이 밸브 리프트의 시작 측 상에서 밸브 리프트부(14b)[영역(b1, b2)]로부터 롤러(15)[영역(c1, c2)]로 타고 이동하도록 설정된다.That is, the outer diameter and the mounting position of the roller 15 are set such that the valve tappet 31 is positioned between the valve acceleration peak P2 (first valve acceleration peak) and the valve acceleration peak P5 (second valve acceleration peak) (C1, c2) to the valve lift portion 14b on the end side of the lift and the valve tappet 31 is moved on the valve lift side 14b (region b1 , b2) to the roller 15 (regions (c1, c2)).

다르게는, 롤러(15)의 외경 및 장착 위치는, 밸브 가속도 피크(P2)(제1 밸브 가속도 피크) 이후 밸브 가속도 피크(P5)(제2 밸브 가속도 피크) 이전까지의 기간에서, 밸브 태핏(31)이 밸브 리프트의 종료 측 상에서 롤러(15)[영역(c1, c2)]로부터 밸브 리프트부(14b)로 타고 이동하고 밸브 태핏(31)이 밸브 리프트의 시작 측 상에서 밸브 리프트부(14b)[영역(b1, b2)]로부터 롤러(15)[영역(c1, c2)]로 타고 이동하도록 설정된다. 상기 기간은 밸브 가속도 피크(P2)(제1 밸브 가속도 피크)가 야기되는 시점 및 밸브 가속도 피크(P5)(제2 밸브 가속도 피크)가 야기되는 시점을 포함하지 않는다.Alternatively, the outer diameter and the mounting position of the roller 15 may be set such that the valve tappet (the first valve acceleration peak) after the valve acceleration peak P2 (the first valve acceleration peak) and the valve tappet 31 move from the roller 15 (area c1, c2) to the valve lift portion 14b on the termination side of the valve lift and the valve tappet 31 moves on the valve lift portion 14b on the start side of the valve lift, (Regions (b1, b2)) to the roller 15 (regions (c1, c2)). The period does not include the time at which the valve acceleration peak P2 (first valve acceleration peak) is caused and the time at which the valve acceleration peak P5 (second valve acceleration peak) is caused.

또한, 에지부(14i)의 위치가 절결부(14e)의 대향면(14g)을 곡면으로 형성함으로써 조정되는 캠 구조(11)에서는, 밸브 가속도 피크(P5)가 두께가 두꺼운 밸브 리프트부(14b)의 영역(a1')에서 야기된다. 반면, 절결부(14e)의 대향면(14g)이 평면으로 형성되어, 에지부(14i)의 위치가 조정되지 않는 캠 구조(51)에서는, 밸브 가속도 피크(P5)가 두께가 얇은 밸브 리프트부(14b)의 영역(b2')에서 야기된다. In the cam structure 11 which is adjusted by forming the edge portion 14i on the curved surface of the opposed surface 14g of the cutout portion 14e, the valve acceleration peak P5 is larger than the thickness of the valve lift portion 14b ) Of region a1 '. On the other hand, in the cam structure 51 in which the opposing face 14g of the cutout portion 14e is formed in a plane and the position of the edge portion 14i is not adjusted, the valve acceleration peak P5 is smaller than the thickness Gt; b2 ' of < / RTI >

이후, 밸브 가속도가 한번 0이 된 이후, 밸브 태핏(31)이 베이스 캠(14)의 밸브 리프트부(14b)[영역(a1', a2')]로부터 베이스 원형부(14a)로 타고 이동할 때 작은 밸브 가속도 피크(P6)가 야기된다.Thereafter, when the valve tappet 31 moves from the valve lift portion 14b (regions a1 ', a2') of the base cam 14 to the base circular portion 14a after the valve acceleration once becomes 0 A small valve acceleration peak (P6) is caused.

도 7은 베이스 캠(14)의 베이스 원형부(14a) 및 밸브 태핏(31) 사이의 갭이 고려되지 않은 경우에 있어서 밸브 작동 특성을 도시한다. 실제는, 갭이 존재하기 때문에, 작은 밸브 가속도 피크(P1, P6)는 야기되지 않는다. 따라서, 큰 밸브 가속도 피크(P2)(제1 밸브 가속도 피크)는 밸브 리프트의 시작 초기에 야기되고, 큰 밸브 가속도 피크(P5)(제2 밸브 가속도 피크)는 밸브 리프트의 종료 말기에 야기된다.7 shows valve operating characteristics in the case where the gap between the base circular portion 14a of the base cam 14 and the valve tappet 31 is not considered. In practice, since there is a gap, small valve acceleration peaks P1 and P6 are not caused. Thus, a large valve acceleration peak P2 (first valve acceleration peak) is caused at the beginning of the valve lift and a large valve acceleration peak P5 (second valve acceleration peak) is caused at the end of the valve lift.

본 실시예의 캠 구조(11)에 따르면, 엔진의 작동과 연계하여 회전하는 캠 샤프트(12) 및 엔진의 밸브 기구(30)의 밸브 태핏(31)을 구동하는 캠 로브(13)를 포함하고, 캠 로브(13)는 베이스 원형부(14a)와 밸브 리프트부(14b)가 형성되는 베이스 캠(14) 및 밸브 리프트 말단부(14d)에 제공되고 캠 샤프트(12)의 축과 평행한 회전 샤프트(15a)에 대해 회전하도록 구성되는 롤러(15)를 포함하고, 베이스 캠(14)은 제1 플러스 밸브 가속도 피크(P2)가 밸브 리프트 시작시에 야기되고, 제2 플러스 밸브 가속도 피크(P5)가 밸브 리프트 종료시에 야기되고, 제1 밸브 가속도 피크(P2)와 제2 밸브 가속도 피크(P5) 사이에서 밸브 가속도가 마이너스가 되는 밸브 가속도 특성을 가지고, 롤러(15)의 외경 및 장착 위치는, 제1 밸브 가속도 피크(P2)와 제2 밸브 가속도 피크(P5) 사이에서, 밸브 기구(30)의 밸브 태핏(31)이 밸브 리프트의 시작 측에서 밸브 리프트부(14b)로부터 롤러(15)로 타고 이동하고 밸브 리프트의 종료 측에서 롤러(15)로부터 밸브 리프트부(14b)로 타고 이동하도록 설정되는 캠 구조(11)가 제공된다. 따라서, 제1 및 제2 밸브 가속도 피크(P2, P5), 즉 캠 로브(13)가 밸브 기구(30)의 밸브 태핏(31)으로부터 수용하는 최대 하중을 롤러(15) 부분이 아니라 베이스 캠(14)으로 수용할 수 있다. 이로 인해, 롤러(15)가 베이스 캠(14)의 밸브 리프트 말단부(14d)에 장착되는 캠 로브(13)의 내구성이 향상된다.The cam structure 11 of this embodiment includes a camshaft 12 that rotates in conjunction with the operation of the engine and a cam lobe 13 that drives the valve tappet 31 of the valve mechanism 30 of the engine, The cam lobe 13 is provided on the base cam 14 and the valve lift end portion 14d in which the base circular portion 14a and the valve lift portion 14b are formed and is provided with a rotation shaft Wherein the base cam 14 is configured such that the first positive valve acceleration peak P2 is caused at the beginning of the valve lift and the second positive valve acceleration peak P5 is at the beginning of the valve lift Has an valve acceleration characteristic which is caused at the end of valve lift and whose valve acceleration becomes negative between the first valve acceleration peak (P2) and the second valve acceleration peak (P5), and the outer diameter and the mounting position of the roller Between the one valve acceleration peak P2 and the second valve acceleration peak P5, the valve mechanism 3 0 rides from the valve lift portion 14b to the roller 15 at the start side of the valve lift and rides from the roller 15 to the valve lift portion 14b at the end side of the valve lift The cam structure 11 is provided. Therefore, the maximum load that the first and second valve acceleration peaks P2 and P5, i.e., the cam lobe 13 receives from the valve tappet 31 of the valve mechanism 30, 14). This improves the durability of the cam lobe 13 in which the roller 15 is mounted to the valve lift distal end 14d of the base cam 14. [

본 실시예의 캠 구조(11)에 따르면, 롤러(15)가 밸브 리프트 말단부(14d)에 형성되는 절결부(14e)에 제공되고, 롤러(15)의 외주연면과 대향하는 절결부(14e)의 대향면(14g)의 에지부(14h, 14i)는 제1 및 제2 밸브 가속도 피크(P2, P5)가 야기되는 부분(20a, 20b)보다 밸브 리프트 말단부(14d)에 근접하게 놓여지는 위치(20a, 20b)로 설정된다. 따라서, 제1 및 제2 밸브 가속도 피크(P2, P5)를 절결부(14e)가 제공되지 않으므로 두께가 두꺼운 베이스 캠(14)의 밸브 리프트부(14b) 부분으로 수용할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 가속도 피크(P2, P5)는 밸브 기구(30)의 밸브 태핏(31)과 넓은 접촉 면적을 가지는 부분에 의해 수용될 수 있다. 이로 인해, 캠 로브(13)의 내구성이 향상된다.According to the cam structure 11 of the present embodiment, the roller 15 is provided in the cutout portion 14e formed in the valve lift distal end portion 14d, and the cutout portion 14e opposed to the outer peripheral surface of the roller 15 The edges 14h and 14i of the opposing face 14g are positioned at positions closer to the valve lift end 14d than the portions 20a and 20b where the first and second valve acceleration peaks P2 and P5 are caused 20a, and 20b. Therefore, the first and second valve acceleration peaks P2 and P5 can be accommodated in the portion of the valve lift portion 14b of the thick base cam 14 because the cutout portion 14e is not provided. That is, the first and second acceleration peaks P2 and P5 can be accommodated by a portion having a wide contact area with the valve tappet 31 of the valve mechanism 30. [ As a result, the durability of the cam lobe 13 is improved.

본 실시예의 캠 구조(11)에 따르면, 절결부(14e)의 대향면(14g)이 롤러(15)를 향해 오목하게 만곡된 곡면으로 형성되고, 곡면의 곡률 반경 및 롤러(15)의 외주연면의 곡률 반경이 다른 위치에 중심을 가진다. 또한, 곡면의 곡률 반경이 롤러(15)의 외주연면의 곡률 반경보다 크게 설정된다. 따라서, 다음의 기능 및 효과를 얻을 수 있다. 즉, 절결부(14e)의 대향면(14g)을 곡면으로 형성함으로써, 절결부(14e)가 쉽게 설정될 수 있고, 이는 롤러(15)의 외경 및 장착 위치의 선택에 있어서 자유도를 증가시킬 수 있다. According to the cam structure 11 of the present embodiment, the opposed surface 14g of the cutout portion 14e is formed as a curved surface concavely curved toward the roller 15, and the radius of curvature of the curved surface and the outer peripheral surface of the roller 15 The center of the curvature radius is different. Further, the curvature radius of the curved surface is set to be larger than the curvature radius of the outer peripheral curved surface of the roller 15. [ Therefore, the following functions and effects can be obtained. That is, by forming the facing surface 14g of the cutout portion 14e with a curved surface, the cutout portion 14e can be easily set, which can increase the degree of freedom in the selection of the outer diameter and the mounting position of the roller 15 have.

또한, 절결부(14e)의 대향면(14g)의 곡률 반경 및 롤러(15)의 외주연면의 곡률 반경이 다른 위치에 중심을 가진다. 또한, 곡면의 곡률 반경이 롤러(15)의 외주연면의 곡률 반경보다 더 크게 설정된다. 따라서, 넓은 개구(16a, 16b) 및 좁은 중심부(16c)를 가지는 갭(통로)이 롤러(15)의 외주연면과 절결부(14e)의 대향면(14g) 사이에 형성된다. 결과적으로, 밸브 기구(30)의 밸브 태핏(31) 상의 윤활제가 절결부(14e)의 대향면(14g)의 에지부(14h, 14i), 양호하게는 에지부(14i)에 의해 떠올려져, 롤러(15)의 회전에 의해 롤러(15) 부분으로 공급될 수 있다. 이는 롤러(15) 주연의 윤활을 향상시키고, 적절한 양의 윤활제가 절결부(14e) 내에 유지될 수 있다. 따라서, 롤러(15)와 밸브 태핏(31) 사이의 미끄럼 저항이 감소된다. 추가로, 롤러(15)의 외주연면과 절결부(14e)의 대향면(14g) 사이에 형성되는 갭(16)이 넓은 개구(16a, 16b)를 가지기 때문에, 갭(16)으로부터의 절삭물과 같은 이물질에 대한 양호한 배출 성능이 제공될 수 있으므로, 이물질이 롤러(15)에 물리는 것을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 롤러(15)의 조립이 롤러(15)의 외주연면과 절결부(14e)의 대향면(14g) 사이의 증가된 갭(16)에 의해 향상될 수 있다.Further, the radius of curvature of the facing surface 14g of the cutout portion 14e and the radius of curvature of the outer peripheral surface of the roller 15 are different from each other. Further, the curvature radius of the curved surface is set to be larger than the curvature radius of the outer peripheral curved surface of the roller 15. [ A gap having wide openings 16a and 16b and a narrow central portion 16c is formed between the outer peripheral surface of the roller 15 and the facing surface 14g of the cutout portion 14e. As a result, the lubricant on the valve tappet 31 of the valve mechanism 30 is recalled by the edge portions 14h and 14i, preferably the edge portion 14i, of the opposed surface 14g of the cutout portion 14e, And can be supplied to the roller 15 portion by the rotation of the roller 15. This improves the lubrication of the periphery of the roller 15, and a proper amount of lubricant can be retained in the notch 14e. Therefore, the sliding resistance between the roller 15 and the valve tappet 31 is reduced. In addition, since the gap 16 formed between the outer peripheral surface of the roller 15 and the facing surface 14g of the cutout 14e has wide openings 16a and 16b, It is possible to prevent the foreign matter from sticking to the roller 15. As a result, The assembly of the roller 15 can also be improved by the increased gap 16 between the outer peripheral surface of the roller 15 and the facing surface 14g of the cutout 14e.

본 실시예의 캠 구조(11)에 따르면, 캠 로브(13)가 캠 샤프트(12)와 별도로 형성되고, 캠 로브(13)는 캠 샤프트(12)가 베이스 원형부(14a)에 제공되는 캠 샤프트 구멍(14c)을 통해 삽입된 이후에 대향면(14g)에 형성된 핀 구멍(14j)으로 삽입된 핀(22)에 의해 캠 샤프트(12)에 연결된다. 따라서, 핀 구멍(14j)의 일 개구(14k)는 절결부(14e)의 대향면(14g) 상에 배치되고, 핀 구멍(14j)의 다른 개구(14m)는 베이스 원형부(14a)의 외주연면 상에 배치된다. 이로 인해, 밸브 태핏(31)과의 밸브 리프트부(14b)의 접촉 면적이 감소되는 것이 방지되고, 즉, 캠 로브(13)의 내구성이 훼손되지 않게 되어, 그렇지 않은 경우 캠 로브(13)의 제조시 야기될 수도 있는 왜곡의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다.According to the cam structure 11 of the present embodiment, the cam lobe 13 is formed separately from the cam shaft 12, and the cam lobe 13 is formed so that the cam shaft 12 is supported by the cam shaft 12 Is connected to the camshaft 12 by the pin 22 inserted into the pin hole 14j formed in the opposing face 14g after being inserted through the hole 14c. One opening 14k of the pin hole 14j is disposed on the opposing face 14g of the cutout portion 14e and the other opening 14m of the pin hole 14j is located on the outer periphery of the base circular portion 14a, And is placed on the ground surface. This prevents the contact area between the valve tappet 31 and the valve lifting portion 14b from being reduced, that is, the durability of the cam lobe 13 is not damaged, It is possible to suppress the occurrence of distortion which may be caused in manufacturing.

본 실시예의 캠 구조(11)에 따르면, 캠 샤프트(12)는 그 내부에 이를 통해 윤활제가 유동하는 오일 경로(12b)를 포함하고, 핀(22)은 오일 경로(12b)와 연통하고 핀(22)이 캠 샤프트(12)에 연결된 상태에서 절결부(14e)의 대향면(14g)에 배치되는 단부에서 개방되는 오일 구멍(22a)을 포함한다. 이로 인해, 윤활제가 안전한 형태로 절결부(14e)에 공급될 수 있기 때문에, 롤러(15)와 밸브 태핏(31) 사이의 미끄럼 저항이 보다 확실한 형태로 감소될 수 있다. 또한, 이를 통해 윤활제가 유동하는 오일 구멍(22a)이 핀(22)의 내부에 제공되기 때문에, 캠 로브(13) 내에 다른 구멍을 제공할 필요가 없게 됨으로써, 캠 로브(13)의 내구성을 유지하는 것이 가능하게 된다.According to the cam structure 11 of the present embodiment, the camshaft 12 includes therein an oil path 12b through which a lubricant flows, and the pin 22 communicates with the oil path 12b, And an oil hole 22a which is opened at an end disposed on the opposed face 14g of the cutout portion 14e in a state where the camshaft 22 is connected to the camshaft 12. [ Because of this, since the lubricant can be supplied to the notch portion 14e in a safe form, the sliding resistance between the roller 15 and the valve tappet 31 can be reduced to a more reliable form. Further, since the oil hole 22a through which the lubricant flows is provided inside the fin 22 through this, it is not necessary to provide another hole in the cam lobe 13, thereby maintaining the durability of the cam lobe 13 .

본 발명은 엔진용 캠 구조에 관한 것으로 롤러를 구비한 캠 구조에 적용될 때 유용하다.The present invention relates to a cam structure for an engine and is useful when applied to a cam structure with rollers.

11 : 캠 구조
12 : 캠 샤프트
12a : 관통 구멍
12b : 오일 경로
13 : 캠 로브
14 : 베이스 캠
14a : 베이스 원형부
14b : 밸브 리프트부
14c : 샤프트 장착 구멍
14d : 밸브 리프트 말단부
14e : 절결부
14f : 밸브 리프트 근접 단부
14g : 절결부의 대향면
14h, 14i : 대향면의 에지부
14j : 핀 구멍
14k, 14m : 핀 구멍의 개구
14n : 샤프트 장착 구멍
15 : 롤러
15a : 롤러 회전 샤프트
15b : 샤프트 장착 구멍
16 : 절결부의 대향면과 롤러의 외주연면 사이의 갭
16a, 16b : 갭의 개구
16c : 갭의 중심부
20a : 제1 밸브 가속도 피크가 야기되는 부분
20b : 제2 밸브 가속도 피크가 야기되는 부분
22 : 핀
22a : 오일 구멍
23 : 핀 구멍의 내주연면과 핀의 외주연면 사이의 갭
30 : 밸브 기구
31 : 밸브 태핏
32 : 고정부
33 : 밸브 스프링
41 : 밸브(흡기 밸브 또는 배기 밸브)
51 : 캠 구조11: Cam structure
12: Camshaft
12a: Through hole
12b: Oil path
13: Cam Lobe
14: Base cam
14a: base circular portion
14b: valve lift portion
14c: shaft mounting hole
14d: valve lift end
14e:
14f: valve lift proximal end
14g: opposing face of the notch
14h, 14i: an edge portion of the opposing face
14j: pin hole
14k, 14m: opening of the pin hole
14n: Shaft mounting hole
15: Rollers
15a: roller rotating shaft
15b: shaft mounting hole
16: a gap between the facing surface of the notch portion and the outer peripheral surface of the roller
16a, 16b: opening of the gap
16c: the center of the gap
20a: a portion where the first valve acceleration peak is caused
20b: a portion where the second valve acceleration peak is caused
22: pin
22a: Oil hole
23: A gap between the inner peripheral surface of the pin hole and the outer peripheral surface of the pin
30: Valve mechanism
31: Valve tappet
32:
33: Valve spring
41: Valve (intake valve or exhaust valve)
51: Cam structure

Claims

A camshaft configured to rotate in conjunction with the operation of the internal combustion engine,
And a cam lobe configured to drive a driven portion of the valve mechanism of the internal combustion engine,
Wherein the cam lobe comprises:
A base cam having a base circular portion and a valve lift portion,
A roller provided at a distal end of the valve lift portion and configured to rotate about an axis parallel to an axis of the camshaft,
Wherein the base cam is configured such that the first positive valve acceleration peak is caused at the start of valve lift, the second positive valve acceleration peak is caused at the valve lift end, and the valve acceleration is negative between the first peak and the second peak, With characteristics,
The outer diameter and the mounting position of the roller are such that the follower portion of the valve mechanism rides from the valve lift portion to the roller at the start side of the valve lift between the first peak and the second peak, To move to the valve lift portion,
Wherein the roller is provided in a notch portion formed at a distal end portion of the valve lift portion,
The edge portion of the opposed surface of the notch portion facing the outer circumferential surface of the roller is set to a position closer to the distal end portion of the valve lift portion than the portion where the first and second peaks are caused,
The opposite surface of the notch portion is a curved surface curved toward the roller,
Wherein the curvature radius of the curved surface and the curvature radius of the outer peripheral curved surface of the roller are centered at different positions and the curvature radius of the curved surface is set larger than the curvature radius of the outer peripheral curved surface of the roller.

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2. The camshaft of claim 1, wherein the cam is formed separately from the camshaft,
A shaft mounting hole into which the cam shaft is inserted is formed in the base circular portion,
Wherein the cam is connected to the camshaft by a pin inserted in a pin hole formed in the opposed surface.

5. The cam structure according to claim 4, wherein the diameter of the pin hole is set such that a gap is formed between an inner peripheral surface of the pin hole and an outer peripheral surface of the pin.

6. The apparatus of claim 5, wherein the camshaft includes an oil path through which lubricant flows,
Wherein the pin includes an oil hole communicating with the oil path and opened at an end disposed on an opposite surface of the cutout with the pin connected to the camshaft.